CC BY
68
УДК: 321.015; 327.3; 32.019.51; 330.3; 332.02; 332.14; 332.15; 621.31.
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ АЛЯСКИ И ГАВАЙЕВ: ПЕРСПЕКТИВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
© 2015
Г.О. Ярыгин, кандидат политических наук, доцент Д.Д. Миняева, магистрант
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург (Россия)
Аннотация: В статье изучается феномен альтернативных источников энергии доступных в регионах с уникальным географическим и политическим характеристиками. В качестве таких регионов рассматриваются штаты США: Аляска и Гавайи. Анализируются противоречия между экономическими, политическими и экологическими императивами развития в политиках двух штатов, определяются перспективы.
Ключевые слова: Аляска, Гавайи, энергетика, окружающая среда, возобновляемые источники энергии, рентабельность, политика энергоэффективности.
Введение
Политика энергоэффективности инициируется национальными властями или властями субъектов государств в целях снижения энергетических затрат посредством внедрения энергосберегающих технологий и диверсификации энергетических источников с целью увеличения доли среди последних возобновляемых источников.
К реализации политики энергоэффективности стремятся как обеспеченные традиционными энергетическими ресурсами страны и регионы (например, Аляска), так и не обеспеченные (например, Гавайи).
Решение о разработке возобновляемых источников энергии практически всегда политически целесообразно, однако экономическая целесообразность такого решения не всегда очевидна [1]. Примером борьбы двух императивов при эксплуатации возобновляемых источников энергии - политического и экономического - являются процессы, протекающие в таких штатах США, как Аляска и Гавайи.
Специфика энергосистем штатов Аляска и Гавайи.
Аляска представляет собой уникальный пример организации производства, транспортировки и потребления энергии.
Уникальность обуславливается комбинацией следующих факторов: 1) размерами территории административного комплекса (Аляска является крупнейшим штатом США и своими размерами превосходит большинство государств мира); 2) географической изолированностью территории, 3) малой численностью населения (Аляска входит в тройку наименее населенных штатов США); 4) отсутствием развитой транспортной инфраструктуры; 5) отсутствием разветвленной инфраструктуры транспорта энергоресурсов; 6) высокой обеспеченностью альтернативными видами энергоресурсов; 7) высокой стоимостью энергии; 8) высокой обеспеченностью углеводородными энергоресурсами (на долю Аляски приходится 8,7% запасов нефти и 2,2% запасов газа США; Аляска является четвертым штатом США по объемам производства нефти).
Тем не менее, такая уникальность не является исключительной: рядом подобных характеристик обладает другой, на первый взгляд, совершенно непохожий штат США- Гавайи. Так, для него также характерны: 1) исключительные размеры территории (Гавайи входят в семь самых малых штатов США с территорией в 60 раз меньшей территории Аляски); 2) географическая изолированность территории; 3) малая численность населения (Гавайи входят в число десяти наименее населенных штатов США, но в два раза превосходят население Аляски); 5) отсутствие разветвленной инфраструктуры транспорта энергоресурсов; 6) высокая обеспеченность альтернативными видами энергоресурсов; 7) 7) высокая стоимостью энергии. В то же время, в противоположность Аляске, на Гавайях практически полностью отсутствуют свои источники углеводородного сырья.
Характеристиками, присущими Аляске и Гавайям, также обладают целые страны, как, например, Исландия,
Норвегия, Россия и Канада, которые придают развитию альтернативных источников энергии большое значение и с разной степенью эффективности осваивают такие источники [2]. Субъекты, обладающие подобными характеристиками, сталкиваются с необходимостью реализации инновационных подходов при планировании своей хозяйственной деятельности, энергетической политики и развития энергетического комплекса.
Некоторые черты энергетической политики Аляски и Гавайи.
Инновационные энергетические политики субъектов часто более эффективны, нежели национальные. Правительства штатов США более мобильны в принятии экологических энергетических политик, адаптированных с учетом местной специфики к нуждам штатов [3]. Некоторые из инициатив по энергосбережению имеют продолжительную историю существования. Так Аляска в 1976 г. учредила общественную независимую корпорацию штата «Энергетическое управление Аляски» («Alaska Energy Authority»), с целью проведения работы по снижению стоимости энергии в штате.
Примерами современных институтов, созданных для воплощения в жизнь политики энергоэффективности в рамках отдельного штата США, являются Фонд Аляски для развития альтернативной энергетики, созданный в 2008 г. (the Alaska Renewable Energy Fund), Фонд Инновационных энергетических технологий, созданный в 2010 г. (The Emerging Energy Technology Fund). Руководство ими осуществляет Энергетическое управление Аляски, а сам Фонд финансируется частично из средств штата, частично из средств федерального бюджета, а также иных источников. Фонд Аляски для развития альтернативной энергетики за 7 лет существования утвердил для реализации более 230 проектов по исследованиям в области альтернативной энергетики и по производству альтернативной энергии на общую сумму в 216 млн. долларов. К настоящему моменту 128 млн. долларов уже выплачены для достижения этих целей [4].
Эти и другие институты Аляски стимулируют и обеспечивают проведение исследований, планирование проектов и последующую их реализацию в области развития альтернативной энергетики.
Значительно позднее, 28 января 2008 г., была создана «Инициатива по экологически чистой энергетике штата Гавайи» (The Hawaii Clean Energy Initiative). Эта Инициатива была создана с целью объединить и скоординировать работу различных органов и множества сторон - правительства штата и федерального правительства, НПО и бизнеса, гражданского населения, университетов и исследовательских центров. Также важно отметить вовлеченность в Инициативу каждого отдельного округа штата.
Также на Гавайях в 2006 г. был создан Общественный благотворительный фонд «Энергия Гавайев» (Hawaii Energy), частично финансируемый за счет отчислений с налога на коммунальные услуги. Программы, поддерживаемые фондом, включают в себя программы по развитию и продвижению энергоэффективности как в быту,
так и на промышленных предприятиях [5].
Правительство штата Аляска имеет далеко идущие планы: довести к 2025 г. долю энергии, производимой из возобновляемых источников энергии, до 50%.
Штат Гавайи имеет самую амбициозную программу по развитию альтернативной энергетики в стране. Ее целью является достижение выработки 70% энергии из экологически чистых альтернативных источников к 2030 г. В 2008 г. между правительством штата Гавайи и Министерством энергетики США было заключено соглашение - Меморандум о взаимопонимании - которое установило принципы по переходу от преимущественно углеводородной энергетической инфраструктуры к возобновляемым источникам энергии.
Постановка многообещающих целевых индикаторов развития энергетики штатов явление достаточно распространенное, так «в Нью-Йорке планируется увеличить долю альтернативных источников энергии до 29% уже к 2015 г., а в Калифорнии - до 33% к 2020 г.» [5].
Однако, не смотря на заявленные цели, в феврале 2014 г. основным энергоресурсом для производства электроэнергии в Аляске по-прежнему оставался природный газ - 51,2 %. Вторым источником по объемам генерируемого электричества стала гидроэнергия - 25,3 %. За ними следовали нефтепродукты - 11,4%, и уголь - 8,5%. Наименьшую долю имели возобновляемые источники, исключая гидроэнергию, которые давали 3,5% электроэнергии (в то время как соответствующий средний показатель США 8,5%) [6].
Гавайи в тот же период времени демонстрировали в сущности близкие показатели с акцентом на углеводородные ресурсы: 66,7% генерируемого электричества приходилось на нефтепродукты и 16,7% - на уголь. Наименьшую долю в производстве электроэнергии имели альтернативные источники энергии 13,2%. Таким образом, 95 % первичной энергии на Гавайи завозится, причем среди них 73% составляют импортные углеводороды, а на нефть американского происхождения (преимущественно с Аляски и Западного побережья) приходится 22% [7].
Потребители сталкиваются с необходимостью либо использовать дорогие традиционные энергоресурсы (дизель, нефть, газ и т.д.), загрязняющие окружающую среду, либо применять сегодня также дорогие, хотя потенциально более и дешевые, и экологически чистые, альтернативные энергоресурсы. Однако и в том, и другом случае существенные источники энергии могут быть расположены в значительном удалении от потребителей. Невозможность интегрировать их в существующие энергосистемы является одной из важнейших проблем обоих штатов. Отсутствие разветвленной системы транспорта энергии (из-за значительных расстояний между населенными пунктами в случае Аляски и расположением на архипелаге в случае Гавайев) делает такие источники нерентабельными.
На сегодняшний день на Гавайях и Аляске установлены одни их самых высоких тарифов на энергопотребление в США. На первом месте в стране, с самым дорогим 1 КВт за 35 0, находятся Гавайи. На Аляске в 2013 г. средняя цена за 1 КВт составляла 19,5 0 (третье место среди всех штатов США), а в некоторых районах Аляски стоимость 1 КВт достигала 97 0. В то же время более половины штатов США платят менее 12 0 за 1 КВт [7].
Приоритетами правительств Гавайев и Аляски становится разработка и внедрение системы стабильного местного производства недорогой энергии, а также развитой инфраструктуры для транспортировки энергии (обычно электричества).
Существующая энергосистема и альтернативные источники энергии Гавайев и Аляски.
Аляска располагает примерно 160 электросетями, большинство из которых являются самостоятельными изолированными друг от друга электросистемами, обеспечивающими электричеством небольшие населенные
пункты. В этом штате есть только одна крупная электросеть «РейлБелт», охватывающая наиболее заселенную часть Аляски, которая протянулась от города Фейрбенкс до полуострова Кенаи. В этом регионе проживает более 74% населения Аляски и на него приходится до 77% энергопотребления штата. Большая часть электроэнергии Аляски генерируется не экологически чистым и дорогим способом на основе сжигания газа. Правительство Аляски стремится сократить негативное воздействие на уязвимую северную окружающую среду и более масштабно использовать альтернативные источники.
Наравне с экологическим императивом применения альтернативных источников энергии, важную роль играет и прагматический, связанный с отсутствием развитой энергетической транспортной инфраструктуры. Удаленные города, поселки и поселения сталкиваются с объективной экономически обоснованной необходимостью использовать альтернативные энергетические ресурсы в качестве основных гарантированных источников энергии. Несмотря на высокую стоимость получения энергии из альтернативных источников, при небольшом повышении цен на традиционные энергоносители, получение энергии из альтернативных источников становится не только рентабельным, но и прибыльным.
На Гавайях ситуация несколько отличается. Так, энергетической компанией-монополистом на архипелаге является «Hawaiian Electric Industries Inc.», которая снабжает энергией 95% населения штата на островах Оаху, Мауи, Гавайи Остров, Ланаи и Молокаи. Компания активно пропагандирует переход на альтернативные источники энергии. Источники энергии варьируются от острова к острову. Так, в 2013 г. на о. Оаху 73.4% энергии было выработано из нефти, 18,19% - из угля и 7,68% - из различных альтернативных источников энергии, включая гидроэлектроэнергию. На о. Гавайи 59,46% было произведено из нефти, а вся остальная энергия - 40,54% - на основе возобновляемых источников. На о-вах Мауи, Молокаи и Ланаи на нефть приходилось 75,35%, на уголь - 1,12%, а на альтернативные источники - 23,53%. Также компания является инициатором программ перехода на так называемые «умные сети энергоснабжения», подразумевающие, в том числе, интеграцию альтернативных источников энергии и систем энергосбережения, на о-вах Гавайи и Мауи. Такая политика связана не только и не столько с социальной и экологической ответственностью компании, сколько с экономическими выгодами, возможностью увеличения прибылей за счет экономии и укреплением энергетической безопасности [7].
Ресурсы возобновляемых источников энергии Гавайев и Аляски.
Наряду с большими запасами углеводородного сырья, Аляска располагает ресурсами возобновляемой энергии, которые являются одними из самых значительных в США. Штат Гавайи, практически полностью лишенный собственных углеводородных ресурсов, также обладает существенным потенциалом развития альтернативных источников энергии.
В силу географического положения Гавайи и Аляска обладают огромным потенциалом развития ветряной энергии. Гавайи располагают обширными возможностями по разработке солнечной энергии. Вместе с тем, зимой Аляска получает больше солнечного света, который можно использовать для получения энергии, чем любое сопоставимое по размерам государство, расположенное на экваторе. Геотермальная активность регионов расположения Аляски и Гавайев позволяет извлекать существенные объемы энергии земли. Потенциал энергии приливов и отливов штата Аляска превосходит потенциал любого другого штата США. Энергия приливной волны, доступная на Гавайях, менее значительна в объемах, но по этому показателю превосходит большинство прибрежных штатов США.
По оценкам некоммерческого исследовательского
аналитического центра «Институт исследований электроэнергии» (США) Аляска располагает 93% общего объема национальных энергетических ресурсов рек, более 70% общего объема национальных энергетических ресурсов приливной волны и более 50% национальных потенциальных энергетических ресурсов волн океана. На Гавайях гидроэлектроэнергия не обладает столь значительным потенциалом.
Аляска и Гавайи: энергия приливов и волн океана.
Аляска является лидером среди всех штатов США по объемам генерирования энергии океана. На Аляску приходится примерно 58% потенциала энергии океана США. Однако в то же время этот источник энергии является наименее эксплуатируемым на Аляске. Правительство штата Гавайи в силу географического положения штата в будущем также планирует сделать этот источник энергии основным для всего штата
Существующие технологии позволяют извлекать энергию океана трех видов: энергия волн океана, энергия приливов, и энергия температурного градиента морской воды. Последний вид энергии подразумевает существенную разницу температурного режима вод на поверхности и на глубине. Воды, омывающие Аляску (в отличие от Гавайев), имеют стабильный низкий базовый температурный режим, что делает получение этого вида энергии непродуктивным. Первые два источника энергии на Аляске эксплуатируются [8].
Самая густонаселенная южная центральная часть Аляски обладает едва ли не самым большим в мире перепадом между максимальными и минимальными точками приливов и отливов, и как следствие, вероятно, самым мощным в мире потенциалом извлечения энергии приливной волны. Более 90% потенциала энергии приливной волны США приходится на Аляску.
Энергия волн океана, потенциально извлекаемая на южном побережье штата и Алеутских островов, превосходит в 190 раз ежегодные потребности штата. Совокупный потенциал энергии волн США оценивается в 2200 ТВт/год. Более половины этого потенциала приходится на Аляску [9].
Гавайи развивают использование энергию океана всех трех видов, но с разной степенью успеха. С одной стороны, волны на Гавайях, как принято считать, самые сильные на побережье США, могли бы стать постоянным источником энергии для штата. Однако непостоянство их интенсивности, связанное с тропическими штормами, делает такой источник нестабильным, и вынуждает разрабатывать новые технологии, устойчивые к тяжелым условиям. Это потенциально увеличивает их и так высокую стоимость. Кроме того, существующие технологии по извлечению энергии из силы волн не всегда подходят для туристических регионов штата и территорий, находящихся под особой защитой. Тем не менее, у берегов о. Оаху в заливе Кано компанией Оушен Рауэр Технололджис (Ocean Power Technologies) для американских ВМС была построена экспериментальная волновая электростанция мощностью всего 40 кВт, соединенная подводным кабелем с островной электросистемой [10]. В настоящее время происходит оценка эффективности проекта для принятия решения о его тиражировании.
Энергия теплового градиента морской воды использует технологию получения энергии из разности температур между водой на поверхности и на глубине в среднем в 600 м. Хотя Гавайи являются одним из наиболее благоприятных мест для применения подобной технологии, к настоящему моменту на Гавайях до сих пор не существует коммерческих проектов. Еще с 1970-ых гг. под эгидой Лаборатории по изучению природной энергии штата Гавайи (Natural Energy Laboratory Authority of Hawaii) на о. Гавайи проходили научные эксперименты по развитию технологии. В октябре 2008 г. компания Локхид Мартин (Lockheed Martin) заключила соглашение с Министерством энергетики США по созданию
предприятия для демонстрации и разработки современных технологий [11]. Первая, «пилотная» электростанция, использующая эту технологию мощностью 10 МВт должна была быть построена у берегов Большого острова. Однако после нескольких лет работы проект был заморожен и перенесен в Китай.
В противоположность Аляске Гавайи обладают пологой береговой линией и низкой высотой приливов. Таким образом, энергия приливов на Гавайях практически не извлекается.
Эксперты сходятся в том, что уже в ближайшем будущем энергия океана станет самым масштабно генерируемым и наиболее используемым видом альтернативной энергии, как на Гавайях, так и на Аляске. В случае роста цен на углеводородное сырье этот процесс пройдет еще быстрее. Однако наблюдаемое сегодня снижение цен на нефть и сохранение низких цен в обозримом будущем ставит перспективы развития альтернативных источников энергии в обоих штатах под вопрос.
Аляска и Гавайи: гидроэлектроэнергетика.
На долю гидроэлектроэнергии приходится до четверти всей электроэнергии, потребляемой в штате Аляска, и более 25% энергии генерируемой в штате.
На Аляске применяется четыре основных метода получения электричества из водных ресурсов:
1. Посредством установки турбин непосредственно в русле рек (Tazimina Hydroelectric Project),
2. При сбросе воды через турбины из искусственных водоемов,
3. При сбросе воды через турбины из природных водоемов,
4. При сбросе речной воды через искусственные каналы через гидроэлектростанции, расположенные ниже по течению.
Наиболее масштабными гидроэнергетическими проектами являются проекты Дамба «Бредли лейк» (Bradley Lake) на полуострове Кенаи; комплекс гидроэнергетических сооружений «Фор-Дем-Пул» (Four-Dam-Pool), комплекс дамб «Еклутна» (Eklutna project), обеспечивающий электричеством Анкоридж.
Гидроэнергетические ресурсы Гавайев осваиваются менее интенсивно. Их доля в общем объеме генерируемой энергии составляет менее 4%. Но этот процесс имеет длительную историю. Так, например, гидроэлектростанция Макила (Makila Hydro) была построена в 1862 г. и неоднократно реконструировалась, последний раз в 2008 г.
Аляска и Гавайи: энергия ветра.
Основными территориями Аляски, которые позволяют наиболее эффективно получать энергию ветра, являются прибрежные территории на севере и западе штата, а также острова в Беринговом море и Алеутские острова.
На Аляске существует 12 крупных ветряных электростанций, примерно такое же количество планируется построить в ближайшие годы. Самыми крупными ветряными электростанциями являются два развивающихся проекта «Эва крик винд» (The Eva Creek Wind) (г.Хили) мощностью 24 МВт и «Файр айланд винд» (the Fire Island Wind) (г.Анкоридж) мощностью 18 МВт. Кроме того, меньшие по размерам и объемам генерируемой энергии ветряные энергетические станции расположены практически во всех населенных пунктах штата [9].
Гавайи имеют возможность извлекать энергию ветра на каждом острове. Но стоимость ветряных генераторов и сопутствующего оборудования для каждого крупного острова превосходит потенциальную выгоду проекта. Работа по оптимизации нескольких проектов по извлечению энергии ветра привела к созданию проекту «Интерайланд Винд» (Interisland Wind), который предполагал подключить ветрогенераторы мощностью до 400 МВт на о-вах. Молокаи и Ланаи с помощью подводного кабеля к о. Оаху. Однако этот проект, в силу свой сложности, был отложен на неопределенный срок
по решению властей в 2013 г. Также это привело к отказу от масштабных проектов на наиболее ветреных о-вах. Ланаи и Молокаи. Свое решение власти аргументировали тем, что «Оаху имеет достаточно возобновляемых источников энергии для удовлетворения энергетических потребностей» [12].
Доля энергии ветра в общем объеме производимого электричества на Гавайях составляет немногим более 2%, а на Аляске 0,1%.
Несмотря на разные успехи штатов по освоению энергии ветра, именно ветряная энергетика является приоритетным сектором государственного финансирования проектов по развитию альтернативных источников энергии в обоих штатах.
Аляска и Гавайи: геотермальная энергия.
Гавайи и Аляска входят число 9 штатов США, на территории которых функционируют электростанции, генерирующие энергию с помощь геотермальных источников: Калифорния - 49, Невада - 27, Юта - 3, Аляска - 1, Гавайи - 1, Айдахо - 1, Нью-Мексико - 1, Орегон -1, Вайоминг - 1. Общие объемы геотермальной энергии США оцениваются в 3,187.
Геотермальная энергия, в отличие от солнечной и ветровой, является устойчивым источником возобновляемой энергии, не зависящим от климатических колебаний. Геотермальные источники энергии используются как для производства электроэнергии, так и для обогрева зданий.
Большинство источников геотермальной энергии штата Аляска сосредоточено в юго-западной и юго-восточной частях штата, в регионе Внутренней Аляски, в районе гор Врангеля и полуострова Аляска. Первая геотермальная электростанция Аляски мощностью в 400 КВт была запущена в 2006 г. в Чено-Хот-Спрингс (Chena Hot Springs). Сегодня ее мощность превосходит 700 КВт/год. Еще несколько проектов находятся на стадии разработки [13].
В 2005 г. на территории Гавайев было выделено 7 высокотемпературных областей, пригодных для развития геотермальной энергетики. «Считается, что геотермальная энергия может к 2025 г. производить 180 МВт электроэнергии на о. Гавайи и 25 МВт на о. Мауи». В настоящее время, единственной геотермальной электростанцией в штате является Пуна Геотермал Венчурс (Puna Geothermal Ventures) в Восточной рифтовой зоне Килауэа на о. Гавайи. При мощности от 25 до 30 МВт, она обеспечивает 20% энергопотребления Большого Острова. Основной проблемой геотермальной энергетики является инфраструктура - также, как и в случае с ветроэнергетикой, крайне проблематично обеспечить поставки вырабатываемой на геотермальных электростанциях энергии в места наибольшего ее потребления [12].
Аляска и Гавайи: ресурсы биомассы.
Биомасса используется для получения энергии следующими основными путями: сжигание, производство биогаза из отходов, производство этилового спирта как компонента топлива. Среди продуктов переработки биомассы можно выделить два основных вида: биоэтанол и биодизель. Биоэтанол при этом является более популярной заменой стандартному топливу, так как не требует замены двигателя в автомобилях.
Доля энергии получаемой на Аляске из биомассы не велика. В 2010 г. на Аляске был запущен первый крупный завод по производству биодизеля из отходов растительного масла, с планируемой производственной мощностью до 1 млн. литров биотоплива ежегодно. Тем не менее, на Аляске наибольшее распространение, по-прежнему, имеет сжигание древесины, в последнее время - древесных гранул.
Наибольшие объемы геотермальной энергии на Гавайях расходуются транспортным сектором, в отличие от Аляски, где большая доля приходится на про-
мышленность. Таким образом, сокращение потребления традиционного топлива является одной из основных задач властей штата, и вместе с тем самой трудноразрешимой. Однако, при существующих технологиях, в силу ограниченных возможностей и недостатка земельных ресурсов штат Гавайи не может полностью обеспечить себя ресурсами для развития биоэнергетики. В настоящее время весь этанол импортируется.
Сравнительно более перспективным на островах видом биотоплива с точки зрения производственного цикла является биодизель. Среди альтернативных источников энергии в этом контексте стоит выделить отходы человеческой жизнедеятельности, такие как бытовые и сельскохозяйственные отходы. «В 2003 г. около 4% всей потребляемой на Гавайях электроэнергии было произведено из биомассы, причем более половины - из твердых бытовых отходов (ТБО). Около 60% ТБО на о. Оаху являются возобновляемыми и биогенными. Тем не менее, они почти на треть состоят из импортированной бумажной продукции. Также 10% от общего объема ТБО составляют сгораемые пластмассы, которые, хотя и являются хорошим источником энергии, не являются ни возобновляемыми, ни устойчивыми»[12].
Аляска и Гавайи: солнечная энергия.
Солнечная энергия может использоваться двумя способами: напрямую, в качестве тепловой энергии, или опосредованно через выработку электроэнергии.
Несмотря на колоссальный потенциал получения солнечной энергии, на Аляске этот вид ресурса не эксплуатируется активно в промышленных масштабах и промышленных целях. Это связано с комбинацией двух факторов: сравнительно большими затратами для производства этого вида энергии и обслуживания энергетических установок, а также с невозможностью вырабатывать значительные объемы энергии в продолжительные периоды низкой солнечной активности зимой в период самых высоких энергетических потребностей.
Солнечные батареи обычно используются для получения энергии в удаленных населенных пунктах для бытовых целей.
Гавайи являются одним из наиболее привлекательных для развития солнечной энергетики штатов. Во-первых, это связано с благоприятными климатическими условиями. Во-вторых, вследствие высоких цен на электроэнергию, население стремится снизить свои расходы путем перехода к альтернативным источникам энергии, среди которых фотовольтаика является наиболее популярным. В-третьих, в штате действует достаточно обширная система государственной поддержки солнечной энергетики: скидки на покупку и установку солнечных батарей, кредитование, налоговые льготы. С 2010 г., согласно законодательству штата, все новые дома должны быть изначально оборудованы солнечными водонагре-вательными системами. Но, несмотря на финансовую поддержку со стороны властей штата и федеральных властей, около 40% жителей Гавайев не имеют возможности установить фотоэлектрические системы в силу их высокой стоимости покупки и обслуживания установок.
Аляска установила подобные требования энергоэффективности к новым сооружениям в 2006г. с принятием Международного кодекса сохранения энергии (2006 International Energy Conservation Code (IECC)). Все строящиеся сооружения должны соответствовать стандартам энергоэффективности (Building Energy Efficiency Standards (BEES)).
Перспективы развития альтернативных источников энергии Гавайев и Аляски.
К разрешению проблемы удаленности существенных энергоресурсов от потребителей Аляски и Гавайев может быть реализовано два подхода:
Первым является создание инфраструктуры транспорта энергоносителей от места производства к месту потребления.
При производстве значительных объемов энергии из возобновляемых источников энергии, ее конвертируют в электроэнергию и транспортируют по линям электропередач от места производства к месту потребления.
Но ни Гавайи, ни Аляска не обладают разветвленной сетью высоковольтных линий электропередач постоянного тока, как и линий электропередач переменного тока. На рубеже 2010гг. на Аляске были проведены исследования целесообразности строительства высоковольтных линий электропередачи постоянного тока с юго-востока Аляски в Британскую Колумбию для экспорта гидроэлектроэнергии. В Западных регионах Канады существует спрос на экологически чистое и недорогое электричество [14]. Также прорабатывалась возможность прокладки высоковольтного кабеля под водой, соединившего бы штаты Аляска и Вашингтон, по которому гидроэнергия Аляски попала бы на рынок США.
Проекты строительства и эксплуатации высоковольтных линий электропередач постоянного тока существуют с середины XX века в России, Швеции, Китае, Конго, США.
Однако, наряду с возможной экономической целесообразностью реализации проекта такого рода на Аляске вновь выявились значительные экологические издержки, которые могут стать барьером на пути столь масштабного строительства [15].
Если не возможности транспортировать энергию по линям электропередач, в таком случае транспорт энергии может осуществляться путем конвертации энергии в химическое состояние - жидкости или газа, а затем энергия в такой форме может транспортироваться к потребителям традиционными методами: посредством танкеров или трубопроводов. К такому решению прибегают на Гавайях и Аляске.
Аляска и Гавайи активно развивают проекты по производству экологически чистого электричества из альтернативных источников энергии и дальнейшего его использования для получения водорода посредством паровой конверсии метана, на долю которой приходится более 90% производства водорода в США, или электролиза воды, являющийся более дорогим, энергоемким и менее распространенным. Однако, в условиях наличия потенциальных больших объемов электроэнергии, электролиз для производства водорода может быть рентабельным.
Водород может быть использован в свою очередь для производства аммиака. Лидером по синтезу аммиака является Китай. Аммиак во всем мире в основном используется для производства удобрений. На Аляске он может быть использован и в качестве транспортного газа для водорода. Последний является составным элементом аммиака.
Различие в подходах двух штатов заключается в том, какой альтернативный источник энергии берется за основу при производстве электричества: на Аляске - это энергия океана, на Гавайях - это геотермальная энергия.
Ключевая проблема данного подхода на Гавайях заключается в том, что, даже наладив наиболее энергоэффективную инфраструктуру транспорта энергоносителей внутри штата, не удастся решить проблему энергетической безопасности, связанную с зависимостью от импортируемых источников энергии. Поэтому данный подход на Гавайях необходимо реализовывать с нуля, то есть с создания новых электростанций, работающих на альтернативных (единственных реально доступных на островах) источниках энергии.
Вторым подходом к решению задачи удаленности источников энергии от потребителя является перенос непосредственно к существенному источнику энергии энергоемкого производственного комплекса. В случае с Аляской такой комплекс может представлять собой объекты традиционного промышленного комплекса, например, металлургии, нефтепереработки, производства
удобрений и т.п., или объекты по хранению и обработке информации. Последним требуются значительные объемы электроэнергии для охлаждения оборудования [16].
Такое подход в свою очередь предполагает комплексное решение сопутствующих вопросов: создание инвестиционной привлекательности, обеспечение производства квалифицированным персоналом, создание производственной инфраструктуры и некоторых других. Примеры успешного решения подобных задач существуют на национальном уровне. Исландия, обладающая характеристиками сходными с характеристиками Аляски и Гавайев, является таким примером. Применение альтернативных источников энергии дало импульс развитию в конце 1960-х гг. крайне энергоемкой алюминиевой промышленности в Исландии. По мере наращивания интенсивности использования альтернативных источников энергии, в Исландии растет количество заводов по выплавке алюминия. Так, в 2008г. запущен очередной завод Фьярдаал (the Fjardaal smelter), потребности которого в электроэнергии полностью удовлетворяются за счет гидроэнергетики. Вместе с тем Исландия активно ведет работу по привлечению компаний, специализирующихся на хранении и обработке информации. [17]. Практика размещения объектов хранения и обработки информации в регионах с холодными температурами и источники экологически чистой энергии является распространенной среди компаний сектора высоких технологий. Компания «Гугл» (Google) разместила один из центров хранения информации в Финляндии; компания «Интел» (Intel) - в России, «Фейсбук» (Facebook) - в Швеции, «АйБиЭм» (IBM) - в Индии. Планируется, что Аляска станет звеном при реализации проекта Арктик линк (Arctic link) по прокладке оптоволоконного кабеля, соединяющего Токио и Лондон.
Выводы
Несмотря на противоположный имидж, штаты Аляска и Гавайи в энергетическом плане имеют много общего и оба хорошо обеспечены источниками экологически чистых возобновляемых энергоресурсов. Производство энергии на основе таких ресурсов может иметь промышленные масштабы и даже может быть экс-портноориентированным.
Но эксплуатация альтернативных источников энергии Гавайев и Аляски в настоящее время зачастую нецелесообразна и нерентабельна в силу экономических, логистических и технологических причин. Проблемы такого характера не позволяют эффективно интегрировать альтернативные энергоресурсы в существующую энергетическую инфраструктуру Гавайев и Аляски.
Обращение к альтернативным источникам энергии может быть нерентабельным по причине удаленности таких источников альтернативной энергии от центров потребления или сезонности, следовательно, нестабильности получения энергии из таких источников.
Сезонность генерирования энергии из альтернативных источников для Аляски характерна для таких видов, как солнечная энергия и гидроэнергия, которые доступны в больших объемах в летний период и в несущественных - в другие сезоны. Для Гавайев сезонностью будет обладать энергия волн, недоступная в период ураганов. Такие источники энергии могут применяться в локальном масштабе и быть использованы местным населением или небольшими промышленными объектами.
Затраты на внедрение технологий для получения энергии из обильных, но удаленных альтернативных источников, обслуживание технологических установок, транспорт энергии от места производства до потребителя, делают такие источники нерентабельными при существующих ценах на традиционные энергоносители. Но при значительном повышении существующих цен на газ, дизель или уголь, альтернативные источники энергии неизменно станут рентабельными и конкурентно способными.
Проекты по извлечению энергии из возобновляемых источников энергии должны проходить экологическую экспертизу с привлечением представителей местных и экспертных сообществ. В ином случае протестные настроения сторонников сохранения окружающей среды могут проявиться с не меньшей интенсивностью и остротой, чем в случаях с эксплуатацией традиционных энергоресурсов.
Успешный опыт и модели применения альтернативных источников энергии стран, имеющих подобные Гавайям и Аляске характеристики, например, Исландии, должен быть использован правительствами этих штатов.
Реализация проектов по масштабному освоению альтернативных источников энергии Аляски и Гавайев требует проработанных стратегий развития и долгосрочных инвестиций государственных структур: правительств штатов или федерального правительства.
На сегодняшний день приоритеты развития энергетической политики штата Аляска по-прежнему лежат в области развития нефтяного и газового сектора. Значительные государственные инвестиции в развитие сектора альтернативной энергетики в основном охватывают ветряную энергетику.
Не смотря на активную государственную политику на федеральном уровне и уровне штатов, активную вовлеченность компаний и позитивного отношения граждан, де-факто Гавайи по-прежнему ориентируются на импортируемое углеводородное сырье. Тем не менее, если для Аляски проблема внедрения альтернативных источников энергии является больше вопросом рационального экономического развития, улучшения эко-имиджа и усовершенствования логистических цепей, для Гавайев это вопрос находится в области обеспечения безопасности. Согласно оценкам экспертов, в случае приостановления поставок углеводородного сырья на острова, штат сможет поддерживать существующий уровень жизни не более 10 дней [18]. Таким образом, даже при низких ценах на нефть, правительство штата должно постепенно реализовывать стратегию развития альтернативных источников энергии для снижения уязвимости Гавайев от непредвиденных приостановлений поставок и чрезвычайных происшествий.
С развитием технологий стоимость разработки возобновляемых источников энергии будет снижаться. Неизбежно на определенном этапе разработка станет рентабельной, а затем прибыльной. Рост цен на углеводороды может ускорить наступление такого момента, а падение цен - отсрочить. Однако, результат останется неизменным: возобновляемые источники энергии уже в обозримом будущем станут существенной составляющей энергопакета Аляски и Гавайев. Такое развитие позволит не только обеспечить потребности штатов в энергоресурсах, но и экспортировать энергию за пределы штатов.
Альтернативные источники энергии Аляски и Гавайев являются политически и экологически привлекательными видами ресурсов, однако, экономическая и технологическая целесообразность в настоящее время не позволяет их активно разрабатывать и полностью осваивать значительный потенциал альтернативной энергетики этих штатов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Миняева Д.Д. Энвайронментализм и классические парадигмы международных отношений // Наука Красноярья. 2014. № 3 (14). С. 57-69.
2. Ланко Д.А. Управление трансграничными водными ресурсами: сравнительный анализ российского и американского опыта // Балтийский регион. 2013. № 1. С. 27-37.
3. Ярыгин Г.О. Ключевые аспекты экологической конфигурации концепции безопасности // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2011.
№ 1. с. 21-26.
4. The Alaska Energy Authority. Programs and Policy
- http://www.akenergyauthority.org/Programs, accessed January13, 2015.
5. Cocke S. Hawaii's Clean Energy Policy is the Nation's Most Aggressive// Honolulu Civil Beat, 03.11.2011 - http:// www.civilbeat.com/fact_checks/2011/10/03/12974-fact-check-hawaiis-clean-energy-policy-is-the-nations-most-ag-gressive/, accessed February 4, 2015.
6. Alaska State Profile and Energy Estimates / US Energy Information Administration - http://www.eia.gov/ state/data.cfm?sid=AK#ReservesSupply, accessed February 23, 2015.
7. US Energy Information Administration: states data comparison analysis - http://www.eia.gov/state/ compare/?sid=US#?selected=US-AK-HI, accessed February 4, 2015.
8. Bedard, R. Prioritized Research, Development, Deployment and Demonstration (RDD&D) Needs: Marine and Other Hydrokinetic Renewable Energy. Electric Power Research Institute, 2008 - http://oceanenergy.epri.com/at-tachments/ocean/reports/Final_MHK_Prioritized_RDD_ Needs_Report_123108.pdf, accessed 12 Sept. 2013.
9. Alaska Energy Authority, Renewable Energy Alaska Project, «2009 Renewable Energy Atlas» - http://www.aken-ergyauthority.org/publications.html, accessed July 2, 2012.
10. Kaneohe Bay, Oahu, Hawaii - Project at Marine Corps Base Hawaii (MCBH)// Ocean power technologies
- http://www.oceanpowertechnologies.com/hawaii.html, accessed November 23, 2014.
11. Coxworth B. More funds for Hawaii's Ocean Thermal Energy Conversion plant// Gizmag, 26.11.2010 - http:// www.gizmag.com/lockheed-martin-otec-hawaii/17081/, accessed January 15, 2015.
12. Hawaii 2050: Building A Shared Future. Issue book/ Turn S. Energy// Hawaii 2050 Sustainability Task Force, p. 76 - http://hawaii2050.org/images/uploads/HI2050_web5. pdf, accessed November 8, 2014; Hawaii Natural Energy Institute - www.hnei.hawaii.edu, accessed November 8, 2014.
13. Geothermal Energy Association - http://www.geo-energy.org/plants.aspx, accessed December 24, 2014.
14. Ярыгин Г.О. Прогнозы развития углеводородного сектора энергетики Канады и его воздействия на окружающую среду // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 6: Философия. Культурология. Политология. Право. Международные отношения. 2011. № 4. С. 57-63.
15. Мухортова Д.С. Альтернативная энергетика США: анализ через призму предвыборных кампаний // Наука Красноярья. 2014. № 3 (14). С. 120-136.
16. Леви Д.А. О призраке «Революции нетократов»: эволюция отношений информационных технологий, медиа-пространства и государства // Научная перспектива. 2014. № 4. С. 57-62.
17. Iceland is the perfect location for your data center!
- http://www.invest.is/opportunities/data-centers-in-iceland, accessed February 7, 2015.
18. Stewart C.M. Bills promote food self-sufficiency // Hawaii Tribune-Herald, 03.03.2013 - http://hawaiitribune-herald.com/sections/news/local-news/bills-promote-food-self-sufficiency.html, accessed February 2, 2015.
ALASKA AND HAWAII: PROSPECTS OF RENEWABLE ENERGY RESOURCES
EXPLOITATION
© 2015
G.O. Yarygin, candidate of political sciences, Associate Professor, Department of American Studies D.D. Miniaeva, graduate student, Department of American Studies
St.Petersburg State University, St.Petersburg (Russia)
Abstract. Phenomenon of renewable sources of energy located in regions having unique geographic and political characteristics is examined. Case studies are focused on Alaska and Hawaii. Antinomy of economic, political and environmental imperatives of Alaska and Hawaii development is analyzed. Authors determine prospects of renewable energy exploitation.
Kew words: Alaska, Hawaii, environment, renewable energy resources, efficiency, profitability, policy of energy efficiency.
